L’Alum Shale del Nord Europa non solo ha una storia di formazione movimentata, collegata al microcontinente Baltica, ma ha anche un grande potenziale come oggetto di indagine per future domande di ricerca.
I geologi usano la roccia per ricostruire i processi di formazione di petrolio e gas e anche per scoprire possibili tracce di vita passata su Marte che potrebbero essere identificate con il suo aiuto.
I ricercatori del Centro di ricerca tedesco per le geoscienze Potsdam GFZ, insieme a colleghi provenienti da Canada, Cina, Svizzera e Danimarca, hanno riassunto lo stato delle conoscenze sulla roccia multistrato. Il loro articolo è stato pubblicato a luglio sulla rivista Earth-Science Reviews.
Il Microcontinente Baltico
“Questa roccia racconta una storia”, dice Hans-Martin Schulz quando parla dell’Alum Shale del Nord Europa. È la storia a scacchi di un microcontinente chiamato “Baltica”, che si trovava nell’emisfero australe circa 500 milioni di anni fa.
“Il microcontinente era circondato da un mare marginale calmo e poco profondo”, afferma lo scienziato della sezione di geochimica organica del GFZ, descrivendo la situazione nel periodo dal Medio Cambriano al Basso Ordoviciano. Non esistono ancora piante terrestri ad alto fusto e la superficie di Baltica è esposta al vento e alle intemperie.
“Le rocce, i detriti e la polvere vengono trasportati nel mare. Insieme a componenti di alghe e altri microrganismi, percolano attraverso gli strati del calmo mare marginale e si depositano strato dopo strato nell’acqua di fondo priva di ossigeno”, continua Schulz. Questi depositi di minerali organici fossilizzano e formano l’argilla scura che costituisce l’odierna Alum Shale.
Nel corso di milioni di anni, Baltica è migrata verso nord ed è ora integrata nell’Europa settentrionale. “Quasi mezzo miliardo di anni dopo, il Mar Baltico si forma su Baltica”, conclude Schulz nella prima parte della storia.
Formazione di petrolio e gas in fasi
Per tre anni, il gruppo di Schulz e i colleghi internazionali hanno setacciato i propri dati e quelli di altri gruppi di ricerca. Nella loro sinossi completa, descrivono anche le diverse fasi della formazione di petrolio e gas durante lo sviluppo di Baltica.
Parti del microcontinente sprofondano a profondità di diverse migliaia di metri durante la migrazione. L’olio si forma sotto l’influenza del calore geotermico. “Il petrolio che è stato generato in quel momento viene ora estratto sull’isola svedese di Gotland e nel Mar Baltico al largo della costa polacca”, spiega Schulz.
Altre parti del microcontinente si trovano più vicino alla superficie, ad esempio in quella che oggi è la Svezia meridionale. Lì, circa 300 milioni di anni fa, si è verificata una maggiore espansione della crosta terrestre.
Il magma sfugge, il cui calore provoca la formazione di ulteriore petrolio greggio nell’Alum Shale. “Questi depositi piuttosto regionali sono racchiusi nella roccia”, descrive il geologo.
Alla fine dell’ultima era glaciale, circa diecimila anni fa, l’acqua dolce di disgelo penetrò qui nello scisto. “Incontrò minuscole inclusioni di acqua marina antica che conteneva batteri che sono sopravvissuti per milioni di anni”, descrive Schulz.
L’acqua dolce li risveglia e inizia una nuova attività, ed è possibile che altri batteri siano contenuti nell’acqua di fusione. I microbi decompongono i componenti del petrolio e formano gas metano.
Influenza dell’uranio
E questa non è la fine della storia: sebbene ci sia ancora molto materiale organico, il potenziale di formazione di petrolio dell’Alum Shale sta diminuendo. Questo perché contiene uranio, le cui radiazioni alterano i composti di carbonio racchiusi per lunghi periodi di tempo “con conseguenze fatali per la formazione di petrolio”, sostiene Schulz.
“Le lunghe catene vengono divise”, spiega. “Ciò che rimane sono idrocarburi a forma di anello, prevalentemente anelli di benzene, che sono collegati tra loro”.
Questi cambiamenti impediscono ulteriore formazione di petrolio dai resti organici della vita del Cambriano e dell’Ordoviciano. L’uranio probabilmente ha avuto origine nelle rocce che furono erose su Baltica e si stabilirono nel mare. “L’acqua di mare contiene anche uranio disciolto, quindi parte del metallo radioattivo potrebbe essere stato assorbito dai suoi sedimenti”.
L’Alum Shale ha molti talenti
Il ricercatore GFZ e il suo team stanno studiando il significato delle altissime concentrazioni di uranio in luoghi nell’Alum Shale: “Il materiale organico alterato dall’uranio può ancora alimentare una biosfera profonda?” si chiedono negli studi in corso, oppure la fissione radioattiva degli idrocarburi impedisce ai microbi di sopravvivere a grandi profondità?
E non è solo l’influenza dell’uranio sulla vita microbica che lo interessa. “L’Alum Shale è una roccia con molti talenti”, afferma Schulz. “Possiamo studiare numerosi processi su di esso a diverse profondità, a diversi gradi di maturità del materiale organico, diverse concentrazioni di uranio e talvolta condizioni estreme”.
L’Alum Shale potrebbe anche avere risposte alla domanda sulla vita passata a una distanza di 70 milioni di chilometri dalla Terra: su Marte sono stati trovati componenti organici che hanno somiglianze strutturali con quelli trovati nell’Alum Shale e simili al fango terrestre contenente uranio, queste molecole sono state esposte alla radiazione cosmica per lunghi periodi di tempo.
“Quindi questi composti di idrocarburi potrebbero essere i resti alterati di organismi simili ai nostri primi batteri”, spiega Schulz. “L’Alum Shale serve come un analogo di Marte per interpretare le possibili tracce di vita passata sul nostro pianeta vicino”.
Per noi sulla Terra, un altro aspetto della sua ricerca è di attualità: oltre a sali e graniti, il fango è un candidato per lo smaltimento finale delle scorie nucleari. “Abbiamo anche idee per progetti futuri su questo”, rivela Schulz. “Al centro di tutto questo c’è la questione della vita microbica per lunghi periodi di tempo nell’Alum Shale, a bassa porosità e ricca di uranio”.
Fonte: Aurekalert
